The Cold Spot Puzzle
Egy PTFE hőcserélő köteg infravörös vizsgálata jól megkülönböztethető hideg foltokat- tár fel 50-150 mm átmérőjű lokalizált területeken, ahol a cső felületének hőmérséklete 15-30 fokkal hidegebb, mint a környező területeken. A hideg foltok több csövön jelennek meg, nem mindig ugyanazon a helyen helyezkednek el minden csövön, és a gőznyomás-beállításoktól függetlenül megmaradnak.
A gőzellátás egyenletes. A fejléc nyomása állandó. Csőelzáródásra utaló jel nincs. A csőköteg egyes részei azonban nem adják át hatékonyan a hőt. A hideg foltok az elveszett hőátadó képességet jelzik, amelyet nem lehet visszanyerni egyszerűen a gőzáramlás növelésével.
Három különböző mechanizmus hoz létre látható hideg foltokat a PTFE-hőcserélőkön: a belső kondenzátum felhalmozódása, a külső felület elszennyeződése és a folyamatoldali áramlási{0}}csatornázás. Mindegyik jellegzetes hőmintát hoz létre, amely azonosítja a kiváltó okot.
1. mechanizmus: Belső kondenzátum felhalmozódás
Ha egy PTFE cső lokálisan megereszkedik vagy mélypontja van-a nem megfelelő alátámasztás, termikus kúszás deformáció vagy telepítési hiba miatt,-kondenzátum képződik a mélyedésben. Az összegyűjtött kondenzátum kitölti a cső keresztmetszetének alsó részét, és kiszorítja a gőzt a cső falának ezen szakaszával való érintkezésből. A 100 fokos vagy ennél alacsonyabb hőmérsékletű kondenzátum sokkal kevesebb hőt ad át, mint a 143 fokos kondenzációs gőz. A medence feletti csőfelület a hőfelvételen hidegnek tűnik.
A belső medencéből származó hideg folt jellegzetes alakkal rendelkezik: vízszintesen helyezkedik el a csőben (ha a cső vízszintes), éles alsó határa van, ahol a medence felülete ül, és részben a cső kerülete körül húzódik. A folt nem mozdul el a folyamat áramlásának változásával{1}}ezt a cső geometriája rögzíti.
A javítás mechanikus: újra-támassza a csövet, hogy kiküszöbölje a megereszkedést, vagy cserélje ki azokat a csöveket, amelyeknél állandó kúszási elhajlás alakult ki. A gőznyomás növekedése nem szünteti meg a medencét; növelheti a forrási sebességet a medencében, de nem üríti ki a kondenzvizet.
2. mechanizmus: Külső felületi elszennyeződés
Bár a PTFE jobban ellenáll a szennyeződésnek, mint a fémek, nem védett. A nagy szilárdanyag-terhelésű, ragadós csapadékkal vagy erős vízkőképződési hajlamú fürdőkben helyi lerakódások halmozódhatnak fel a csövek felületén. A lerakódás elszigeteli a cső falát a technológiai folyadéktól. A lerakódás alatti cső felülete melegebb a gőz oldalon, de hidegebb a külső felületen -termikus inverzió, amely megkülönbözteti a szennyeződést a kondenzátum felhalmozódásától.
A lerakódásból származó hideg folt szabálytalan alakú, illeszkedik a lerakódás körvonalához. Bárhol előfordulhat a csőben. Ugyanazon a csövön több folt is azt sugallja, hogy részecskék lerakódnak egy nem egyenletes folyamatáramlásból. A foltok idővel növekedhetnek vagy eltolódhatnak, ahogy a lerakódások felhalmozódnak vagy lelassulnak.
A javítás a lerakódás tisztítása-kémiai vagy mechanikai eltávolítása. A PTFE kémiai inertsége lehetővé teszi, hogy az agresszív tisztítószerek feloldják a lerakódást anélkül, hogy megtámadnák a csövet. A megelőzés magában foglalja a folyamatoldat szűrésének javítását vagy a kémia beállítását a csapadék mennyiségének csökkentése érdekében.
1. táblázat: Hidegfolt-diagnózis termikus minta alapján
| Hideg folt jellemző | Belső kondenzvíz felhalmozódás | Külső szennyeződés | Flow Channeling |
|---|---|---|---|
| Alak | Vízszintes sáv; éles alsó széle | Szabálytalan; megfelel a betét alakjának | Diffúz függőleges vagy átlós sáv |
| Elhelyezkedés | A cső megereszkedésekor vagy mélyponton | Bárhol; gyakran véletlenszerűen | Követi a folyamat áramlási útvonalát |
| Hőmérséklet kontraszt | 20-30 fokkal a szomszédos cső alatt | 10-20 fokkal a szomszédos cső alatt | 5-15 fok több csövön keresztül |
| Válasz a gőz növekedésére | A folt megmarad vagy felerősödik | A folt kissé zsugorodhat | Helyszín változatlan |
| Válasz a folyamatfolyamat változására | Nincs változás | Kissé elmozdulhat | Foltminta eltolódása |
| Fizikai vizsgálat | A csőben látható megereszkedés vagy deformáció | Látható lerakódás a cső felületén | Nincs látható cső hiba |
| Korrekciós intézkedés | Támassza meg újra- vagy cserélje ki a csövet | Tisztítsa meg a cső felületét | Szerelje be az áramláselosztó terelőlemezeket |
3. mechanizmus: Folyamat-Side Flow Channeling
A héjba-és-csőbe vagy tartályba-merített kötegekben a technológiai folyadék nem mindig egyenletesen áramlik át minden csövön. Áramlási csatornázás akkor következik be, amikor a folyadék előnyben részesített alacsony{4}}ellenállású utat talál a kötegben, megkerülve a többi szakaszt. A kiiktatott zónában lévő csövek külső hőátadása csökkent. Felületi hőmérsékletük csökken, mivel a lomha technológiai folyadék kevesebb hőt távolít el.
Az áramlási csatornázásból származó hideg folt több szomszédos csövet érint az áramlási irányhoz igazodó mintázatban. A hőmérsékleti kontraszt kevésbé drámai, mint a felhalmozódás vagy szennyeződés{1}}általában 5-15 fok. A mintázat eltolódik, amikor a folyamat áramlási sebessége vagy iránya megváltozik, megkülönböztetve azt a gyűjtő- és eltömődés rögzített mintáitól.
A javítás mechanikus: áramláselosztó terelőlemezek felszerelése, bemeneti fúvóka tájolásának beállítása, vagy áramlási kiegyenlítők hozzáadása a technológiai folyadék egyenletes elosztásához a csőkötegben.
Összegzés
A PTFE hőcserélő csöveken a hőfelvételen látható hideg foltoknak három elsődleges oka lehet. A belső kondenzátum összegyűjtése vízszintes sávokat hoz létre éles alsó élekkel a csövek megereszkedésénél. A külső szennyeződés szabálytalan foltokat hoz létre, amelyek illeszkednek a lerakódás alakjához. Az áramlási csatornázás diffúz mintákat hoz létre, amelyek több szomszédos csövet érintenek. A termikus mintázat jellemzői a fizikai ellenőrzéssel kombinálva azonosítják a kiváltó okot és irányítják a korrekciós intézkedéseket.
A hőképalkotás a választott diagnosztikai eszköz e mechanizmusok működés közbeni nem-invazív megkülönböztetésére. Az éves hőfelmérések alaphelyzetet hoznak létre, és még azelőtt észlelik a fejlődő problémákat, hogy azok mérhető kapacitáscsökkenést okoznának.
A PTFE hőcserélő hőképalkotásának mérnöki támogatása a hőképek, a csőelrendezési rajzok, az üzemi hőmérsékletek és áramlások, valamint a megfigyelt teljesítményváltozások benyújtásával érhető el.
